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平衡轴的作用及原理

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平衡轴的作用及原理

Release date:2016-10-17 author: Click:

平衡轴的作用

让发动机工作起来更加平稳、顺畅。

发动机的振动原理

在发动机的工作循环中,活塞的运动速度非常快,而且速度很不均匀。在上下止点位置,活塞的速度为零,而在上下止点中间的位置速度达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动,必然在活塞、活塞销和连杆上产生很大的惯性力。在连杆上配置的配重可以有效地平衡这些惯性力.但连杆上的配重只有一部分运动质量参与直线运动,另一部分参与旋转。除了上下止点位置外,各种惯性力不能被完全平衡,使发动机产生了振动。

当活塞每上下运动一次,将使发动机产生一上一下两次振动,所以发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上,常使用多个谐波振动来描述发动机的振动,其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动,频率是发动机转速2倍的叫二阶振动,依次类推,还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高,振幅就越小,2阶以上可以忽略不计。其一阶振动占整个振动的70%以上,是振动的主要来源。

平衡轴的作用:

让发动机工作起来更加平稳、顺畅。

平衡轴技术(上图中白色线框内所示结构)是一项结构简单并且非常实用发动机技术,它可以有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。也许有的消费者会问,为什么要在部分引擎里设计这个结构?要搞明白这一问题首先我们需要弄清一件事--“发动机振动原理”。

当发动机处在工作状态时,活塞的运动速度非常快,而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时,其速度为零,但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动,因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力,但却只有一部分运动质量参与直线运动,另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外,其它惯性力并不能完全达到平衡状态,此时的发动机便产生了振动。

为了消除这种振动,设计者采用了很多方法,例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度、采用60度夹角的“V”型布置发动机等等。增加平衡轴(如上图中间位置所示部件)也是这些办法其中之一,简单说平衡轴其实就是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴,利用偏心重块所产生的反向振动力,使发动机获得良好的平衡效果,降低发动机振动。

平衡轴可分为单平衡轴和双平衡轴两种。单平衡轴顾名思义采用单一平衡轴,利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮、平衡轴从动齿轮以及平衡轴。单平衡轴可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动,使发动机的振动得到明显改善。由于单平衡轴结构简单,占用空间小,因而在单缸和小排量发动机中应用较为广泛。而双平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴与发动机的转速相同,可以消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍,可以消除发动机的二阶振动,从而达到更加理想的减振效果。由于双平衡轴的结构较为复杂、成本高、占用发动机的空间又相对较大大,因此一般在大排量汽车上较为常用。另外,还有一种双平衡轴布置方式,就是两个平衡轴与气缸中心线成角度对称布置,旋转方向相反,转速与曲轴转速相同,用以平衡发动机的一阶往复惯性力。

小贴士:当活塞每上下运动一次,将使发动机产生一上一下两次振动,所以发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上,常使用多个谐波振动来描述发动机的振动,其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动,频率是发动机转速2倍的叫二阶振动,依次类推,还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高,振幅就越小,二阶以上可以忽略不计。其一阶振动占整个振动的70%以上,是振动的主要来源。

综上所述,平衡轴就是用来平衡和减少发动机的振动,从而实现降低发动机噪音、延长使用寿命、提升驾乘者舒适性的目的。不过,并不是所有发动机都需要平衡轴,像“V”型和水平对置发动机,这些振动平衡性已经很好的引擎就没有必要设计平衡轴;另外还要看厂家对不同品牌及车型的具体情况,某些理论上需要平衡轴的发动机同样见不到他的身影。

汽车发动机平衡轴的作用

平衡轴技术是一项结构简单并且非常实用发动机技术,它可以有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。也许有的消费者会问,为什么要在部分引擎里设计这个结构?要搞明白这一问题首先我们需要弄清一件事--“发动机振动原理”。当发动机处在工作状态时,活塞的运动速度非常快,而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时,其速度为零,但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动,因此必然会在活塞、

活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力,但却只

有一部分运动质量参与直线运动,另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外,其它惯性力并不能完全达到平衡状态,此时的发动机便产生了振动。为了消除这种振动,设计者采用了很多方法,例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度、采用60度夹角的“V”型布置发动机等等。增加平衡轴也是这些办法其中之一,简单说平衡轴其实就是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴,利用偏心重块所产生的反向振动力,使发动机获得良好的平衡效果,降低发动机振动。平衡轴可分为单平衡轴和双平衡轴两种。单平衡轴顾名思义采用单一平衡轴,利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮、平衡轴从动齿轮以及平衡轴。单平衡轴可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动,使发动机的振动得到明显改善。由于单平衡轴结构简单,占用空间小,因而在单缸和小排量发动机中应用较为广泛。而双平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴与发动机的转速相同,可以消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍,可以消除发动机的二阶振动,从而达到更加理想的减振效果。由于双平衡轴的结构较为复杂、成本高、占用发动机的空间又相对较大大,因此一般在大排量汽车上较为常用。

另外,还有一种双平衡轴布置方式,就是两个平衡轴与气缸中心线成角度对称布置,旋转方向相反,转速与曲轴转速相同,用以平衡发动机的一阶往复惯性力。

综上所述,平衡轴就是用来平衡和减少发动机的振动,从而实现降低发动机噪音、延长使用寿命、提升驾乘者舒适性的目的。不过,并不是所有发动机都需要平衡轴,像“V”型和水平对置发动机,这些振动平衡性已经很好的引擎就没有必要设计平衡轴;另外还要看厂家对不同品牌及车型的具体情况,某些理论上需要平衡轴的发动机同样见不到他的身影。


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